La chronophotographie montre 7 intervalles. La distance d = 140 m a été parcourue en t = 7 s.
La vitesse moyenne est donc \( \displaystyle\mathsf {v = \frac{140}{7}} \) soit v = 20 m/s
Remarque : Dans le cas particulier d'un mouvement uniforme, la vitesse moyenne, calculée sur l'ensemble du parcours, a la même valeur que la vitesse du mobile à chaque instant, dite vitesse instantanée.
Pour convertir d de m → km, on divise par 1000. Pour convertir t de s → h, on divise par 3600.
\( \displaystyle\mathsf {\frac{d}{t}} \) en m/s devient donc \( \displaystyle\mathsf {\frac{\frac{d}{1000}} { \frac{t}{3600}} = \frac{d}{1000} × \frac{3600}{t} = \frac{d}{t} ×} \)\( \displaystyle\mathsf {\frac{3600}{1000}} \) en km/h
On multiplie donc par 3,6
v = 20 x 3,6 soit v = 72 km/h
Remarque : Pour passer de km/h à m/s, on divise par 3,6. Ici, \( \displaystyle\mathsf {v = \frac{72}{3,6}\ =\ 20\ m/s} \).
La vitesse possède une valeur mais aussi une direction et un sens.
Dans cet exemple du § 1.2.1., le système est le scooter. La vitesse est caractérisée par :
- valeur : 20 m/s ;
- direction : horizontale ;
- sens : vers la droite.
Pour représenter la vitesse, nous dessinons une flèche.
Il nous faut une échelle. Soit, 1 cm ↔ 10 m/s. La vitesse peut alors être représentée :
La vitesse garde la même valeur au cours du temps. Le graphe est un segment horizontal.
d = vt : La distance parcourue est proportionnelle à la durée. Nous obtenons le graphe d'une fonction linéaire.
Dans le § 1, nous avons vu un scooter se déplacer par rapport à un smartphone fixe. Fixe, c'est à dire lié au sol. Sur un trépied, par exemple.
Vocabulaire :
Le scooter était notre objet d'étude. On appelle cela le système.
Le sol était le référentiel. Dans ce cas, on parle du référentiel terrestre.
Exemple avec deux référentiels différents : Le système est la balle. On observe son mouvement après qu'elle a été lâchée.
Le référentiel est le train :
Observation : la trajectoire est rectiligne.
Le référentiel est le sol :
Observation : la trajectoire n'est pas rectiligne.
Cet exemple montre la nécessité de préciser le référentiel avant de décrire un mouvement. Selon que l'observateur se trouve dans le train ou sur le sol, la trajectoire est différente.
Définition:
Le référentiel est l'objet auquel est lié l'observateur du mouvement.